《广西专版2023_2024学年新教材高中物理第3章交变电流习题课四理想变压器的综合问题课件新人教版选择性必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广西专版2023_2024学年新教材高中物理第3章交变电流习题课四理想变压器的综合问题课件新人教版选择性必修第二册（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、习题课四理想变压器的综合问题习题课四理想变压器的综合问题课堂堂要点解要点解读素养素养目目标定位定位随随堂堂训练素养目标定位目目 标标 素素 养养1.会分析变压器的动态变化问题会分析变压器的动态变化问题,掌握解答此类问题的思路。掌握解答此类问题的思路。2.掌握常见变压器的原理掌握常见变压器的原理,会解答有关变压器问题。会解答有关变压器问题。3.会分析原线圈含电阻的变压器问题。会分析原线圈含电阻的变压器问题。课堂要点解读一一理想理想变压器器的的动态分析分析问题知识讲解常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。的
2、情况和负载电阻不变的情况。典例剖析【例【例1】如图所示如图所示,理想变压器原、副线圈接有额定电压均为理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20V的灯泡的灯泡a和和b。当接入。当接入u=220sin100t(V)的交流电源的交流电源时时,两灯泡均能正常发光。设灯泡不会被烧坏两灯泡均能正常发光。设灯泡不会被烧坏,下列说法正确下列说法正确的是的是()A.原、副线圈匝数比为原、副线圈匝数比为111B.原、副线圈中电流的频率比为原、副线圈中电流的频率比为111C.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,灯泡灯泡b变亮变亮D.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时当滑动变阻器的滑片向下滑少许时
3、,灯泡灯泡a变亮变亮答案答案:D规律总结规律总结变压器中各物理量的制约变压器中各物理量的制约关系关系学以致用1.(2021湖南卷湖南卷)如图所示如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2,输入端输入端C、D接入电压有效值恒定的交流电源接入电压有效值恒定的交流电源,灯泡灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从的滑片从a端滑动到端滑动到b端的过程中端的过程中,两个灯泡始终发光且工作两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内在额定电压以内,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.L1先变暗后变亮先变
4、暗后变亮,L2一直变亮一直变亮B.L1先变亮后变暗先变亮后变暗,L2一直变亮一直变亮C.L1先变暗后变亮先变暗后变亮,L2先变亮后变暗先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗先变亮后变暗,L2先变亮后变先变亮后变暗暗答案答案:A解析解析:在滑片从在滑片从a向向b滑动过程中滑动过程中,根据串并联电路特点可知根据串并联电路特点可知,变变压器负载电阻先增大后减小压器负载电阻先增大后减小,滑片在中间时滑片在中间时,电阻最大电阻最大;将变压将变压器等效成用电器器等效成用电器,等效电阻为等效电阻为,根据闭合电路欧姆定根据闭合电路欧姆定律可知律可知,流过流过L1的电流的电流I1先减小后增大先减小后增大,所以所以L1
5、先变暗后变亮。先变暗后变亮。滑片从滑片从a向向b滑动过程中滑动过程中,滑到中点前滑到中点前,由于由于I1减小减小,L1两端电压两端电压减小减小,变压器原线圈两端电压变压器原线圈两端电压U1增大增大,副线圈两端电压副线圈两端电压U2增大增大,对于对于L2所在支路所在支路,电阻减小电阻减小,所以电流增大所以电流增大,L2变亮。滑片滑到变亮。滑片滑到中点后中点后,由于由于I1增大增大,U1将减小将减小,U2也减小也减小,R0所在支路电阻在增所在支路电阻在增大大,电流减小电流减小,而由于而由于I1增大增大,副线圈中电流也增大副线圈中电流也增大,所以流过所以流过L2的电流增大的电流增大,因此因此L2一直
6、变亮一直变亮,选项选项A正确。正确。二二几种几种特殊的特殊的变压器器知识讲解1.自耦变压器自耦变压器:自耦变压器又称调压器自耦变压器又称调压器,它只有一个线圈它只有一个线圈,原、原、副线圈共用其中的一部分副线圈共用其中的一部分,当交流电源接不同的端点时当交流电源接不同的端点时,它可它可以升压也可以降压以升压也可以降压,变压器的基本关系对自耦变压器同样适变压器的基本关系对自耦变压器同样适用用,如图甲所示如图甲所示。2.互感器互感器:电压互感器将高电压变为低电压电压互感器将高电压变为低电压,如图乙所示如图乙所示;电流电流互感器将大电流变成小电流互感器将大电流变成小电流,如图丙所示。如图丙所示。3.
7、多个副线圈的变压器多个副线圈的变压器:计算具有两个计算具有两个(或两个以上或两个以上)副线圈的副线圈的变压器问题时变压器问题时,应注意三个关系应注意三个关系:(2)电流关系电流关系n1I1=n2I2+n3I3+nnIn。(3)功率关系功率关系P1=P2+P3+Pn。典例剖析【例【例2】如图所示如图所示,T1、T2是监测交流高压输电线参数的互感是监测交流高压输电线参数的互感器器,其中其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为的电压为220kV,T1的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为1100,交流电压表交流电压表的示数为的示数为100V
8、,交流电流表的示数为交流电流表的示数为1A,则则()A.b是交流电压表是交流电压表B.T2的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为1001C.高压线路输送的电流为高压线路输送的电流为1AD.高压线路输送的电功率为高压线路输送的电功率为220kW答案答案:A解析解析:右侧的互感器原线圈并联在高压线上右侧的互感器原线圈并联在高压线上,b是交流电压表是交流电压表,选项选项A正确。若高压输电线间的电压为正确。若高压输电线间的电压为220kV,副线圈交流电副线圈交流电压表的示数为压表的示数为100V,根据变压器变压公式根据变压器变压公式,T2的原、副线圈匝的原、副线圈匝数比为数比为22001,选项选项B
9、错误。错误。T1的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为1100,a是交流电流表是交流电流表,交流电流表的示数为交流电流表的示数为1A,根据变压器根据变压器变流公式变流公式,高压线路输送的电流为高压线路输送的电流为100A,选项选项C错误。高压线错误。高压线路输送的电功率为路输送的电功率为P=UI=220kV100A=22000kW,选项选项D错错误。误。方法总结方法总结电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器,比较比较如下如下互感器的种类 电压互感器电流互感器原线圈的连接 并联在高压电路中串联在大电流电路中副线圈的连接 连接电压表连接电流表互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变为小
10、电流利用的公式【例【例3】如图所示如图所示,理想变压器原线圈的匝数为理想变压器原线圈的匝数为n1=1000,两个两个副线圈的匝数分别为副线圈的匝数分别为n2=50和和n3=100,L1是是“6V2W”的小灯的小灯泡泡,L2是是“12V4W”的小灯泡。当原线圈接交变电压时的小灯泡。当原线圈接交变电压时,L1、L2都正常发光都正常发光,那么那么,原线圈中的电流为原线圈中的电流为()答案答案:C方法技巧方法技巧求解求解“一原多副一原多副”变压器问题的两点技巧变压器问题的两点技巧(2)处理含有多个副线圈的变压器问题时处理含有多个副线圈的变压器问题时,首选首选P入入=P出出,从输出从输出端的端的P出出打
11、开突破口打开突破口。学以致用2.一自耦变压器如图所示一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈环形铁芯上只绕有一个线圈,将其将其接在接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在接在c、d间作为副线圈间作为副线圈,在在c、d间接定值电阻间接定值电阻R。在。在a、b间输间输入电压为入电压为U1的交变电流时的交变电流时,c、d间的输出电压为间的输出电压为U2。在将滑。在将滑动触头从动触头从M点顺时针旋转到点顺时针旋转到N点的过程中点的过程中()A.U2U1,U2降低降低B.U2U1,U2升高升高C.变压器输入功率增大变压器输入功率增大D.变
12、压器输入功率变压器输入功率减小减小答案答案:D解析解析:根据变压器的电压关系有根据变压器的电压关系有,当滑动触头顺时针转当滑动触头顺时针转动动,即即n2减小时减小时,电压电压U2应该减小应该减小,即降低即降低,由于由于n2n1,所以所以U2U1,选项选项A、B错误。由于电压错误。由于电压U2减小减小,所以定值电阻上的所以定值电阻上的电压减小电压减小,则定值电阻消耗的电功率减小则定值电阻消耗的电功率减小,由于是理想变压器由于是理想变压器,所以变压器的输入功率也减小所以变压器的输入功率也减小,选项选项C错误错误,D正确。正确。三三原原线圈圈含含电阻的阻的变压器器问题知识讲解 典例剖析【例【例4】(
13、多选多选)如图所示如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为理想变压器原、副线圈匝数比为12,原线圈接有阻值为原线圈接有阻值为1的定值电阻的定值电阻R0,副线圈接有两个阻副线圈接有两个阻值均为值均为2的定值电阻的定值电阻R1、R2,A、B两端接在两端接在u=sin100t(V)的电源上的电源上,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A.R0两端的电压为两端的电压为4VB.R1两端的电压为两端的电压为4VC.R0消耗的电功率为消耗的电功率为20WD.R2消耗的电功率为消耗的电功率为2W答案答案:AD学以致用3.(多选多选)下图为某变压器的示意图下图为某变压器的示意图,已知原线圈匝数已知原线圈匝数n
14、1=40,副线圈副线圈匝数匝数n2=20,电阻电阻R1=40,电阻电阻R2=25,铁芯左右对称铁芯左右对称,则下列说则下列说法正确的是法正确的是()A.当原线圈接入正弦式交变电流时当原线圈接入正弦式交变电流时,R1、R2消耗的电功率之比为消耗的电功率之比为25B.当原线圈接入正弦式交变电流时当原线圈接入正弦式交变电流时,R1、R2消耗的电功率之比为消耗的电功率之比为110答案答案:BCD随堂训练1.(2022江西赣州模拟江西赣州模拟)某同学用一个理想调压器某同学用一个理想调压器T1和理想变和理想变压器压器T2组成如图所示电路给定值电阻组成如图所示电路给定值电阻R供电供电,T1和和T2间连线电间
15、连线电阻不计阻不计,已知已知R=100,电流表为理想电表电流表为理想电表,调压器调压器T1原、副线原、副线圈的匝数分别为圈的匝数分别为n1=20、n2=40,变压器变压器T2原、副线圈的匝数分原、副线圈的匝数分别为别为n3=60、n4=120,在在a、b间输入电压为间输入电压为sin100t(V)的正弦式交变电流的正弦式交变电流,则电流表的示数为则电流表的示数为()A.0.6AB.0.8AC.1.0AD.1.2A答案答案:B2.如图所示的理想变压器原线圈接如图所示的理想变压器原线圈接sin314t(V)的正的正弦式交变电流弦式交变电流,副线圈电路中副线圈电路中R0为定值电阻为定值电阻,R是滑动
16、变阻器是滑动变阻器,所有电表均为理想电表所有电表均为理想电表,其中电压表其中电压表V2的示数为的示数为11V,下列说下列说法正确的是法正确的是()A.副线圈中电流的频率为副线圈中电流的频率为100HzB.变压器原、副线圈的匝数比为变压器原、副线圈的匝数比为201C.滑片滑片P向上滑动过程中向上滑动过程中,V2示数变大示数变大,A2示数变小示数变小D.滑片滑片P向下滑动过程中向下滑动过程中,R0消耗的功率减小消耗的功率减小,变压器输入功率变压器输入功率增大增大答案答案:B3.(2023福建龙岩高三期末福建龙岩高三期末)一个一个“日日”字形的理想变压器如图字形的理想变压器如图所示。其铁芯左、右完全对称所示。其铁芯左、右完全对称,原线圈绕在中间的铁芯上原线圈绕在中间的铁芯上,两两个副线圈分别绕在左、右两侧铁芯上。已知三个线圈的匝数个副线圈分别绕在左、右两侧铁芯上。已知三个线圈的匝数分别为分别为n1、n2、n3,当原线圈接正弦式交流电压当原线圈接正弦式交流电压U1时时,则下列则下列说法正确的是说法正确的是()答案答案:C4.(2023吉林长春高二期末吉林长春高二期末)一含有理想降压变压器的电路
